CN108023389A - 一种电池组动态均衡电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池组动态均衡电路，包括电容和多个控制开关；所述电容与电池组中的每个电芯并联，且所述电容的正极与每个电芯的正极之间均设置有所述控制开关，所述电容的负极与每个电芯的负极之间均设置有所述控制开关；还包括与每个电芯一一对应的控制端，与任一电芯电连接的所述控制开关均与所述任一电芯对应的所述控制端电连接。本发明的有益效果是：此电池组动态均衡电路可适用于大容量的电池组；均衡过程中电容将高电压的电芯的电量转移至低电压的电芯，有效避免能源的浪费；且有效避免电阻发热，制约均衡电流的弊端。
Description
技术领域
本发明涉及电池管理系统技术领域，特别涉及一种电池组动态均衡电路。
背景技术
目前电池管理系统中，电池组是由多个电池串联组成的。这样的系统中需要每一个电池电芯的电压尽量一致，才能保证电池组总电量的最大化。目前普遍采用的方案是被动均衡方案，即在电压高的电芯上并联电阻消耗它的能量，使其电压降低；但是其存在以下弊端：1、由于电阻发热原因，电流不能过大，一般在50mA左右；2、浪费能源；3、对于大容量的电池组，此方案由于电流太小，不能满足需求。
发明内容
本发明目的是提供一种电池组动态均衡电路，解决现有技术中存在的上述问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种电池组动态均衡电路，包括电容和多个控制开关；所述电容与电池组中的每个电芯并联，且所述电容的正极与每个电芯的正极之间均设置有所述控制开关，所述电容的负极与每个电芯的负极之间均设置有所述控制开关；还包括与每个电芯一一对应的控制端，与任一电芯电连接的所述控制开关均与所述任一电芯对应的所述控制端电连接。
本发明的有益效果是：此电池组动态均衡电路可适用于大容量的电池组；均衡过程中电容将高电压的电芯的电量转移至低电压的电芯，有效避免能源的浪费；且有效避免电阻发热，制约均衡电流的弊端。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述控制开关为MOS管开关。
进一步，所述MOS管开关包括双路MOS管、第一电阻、二极管和稳压管；
所述双路MOS管的两个D1端的公共端与所述电容的一端电连接，两个D2端的公共端与任一电芯的一端电连接，G1端和G2端的公共端分别与所述第一电阻的一端和所述稳压管的阴极电连接，S1端和S2端的公共端分别与所述第一电阻的另一端、所述稳压管的阳极和所述二极管的阳极电连接；所述二极管的阴极接地，所述稳压管的阴极与所述控制端电连接。
进一步，所述控制端包括光电耦合器、第二电阻、VCC1端、VCC2端和IO端；
所述光电耦合器的光敏三极管的C端与所述VCC1端电连接，E端与所述稳压管的阴极电连接；所述光电耦合器的第一发光二极管的阳极串联所述第二电阻后与所述VCC2端电连接，阴极与所述IO端电连接。
进一步，所述控制端还包括第二发光二极管；
所述第二发光二极管的阳极与所述VCC2端电连接，阴极与所述光电耦合器的第一发光二极管的阳极电连接。
附图说明
图1为本发明一种电池组动态均衡电路中单个电芯的电路连接图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、电容，2、控制开关，21、双路MOS管，22、第一电阻，23、二极管，24、稳压管，3、电芯，4、控制端，41、光电耦合器，411、光敏三极管，412、第一发光二极管，42、第二电阻，43、第二发光二极管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种电池组动态均衡电路，包括电容1和多个控制开关2；所述电容1与电池组中的每个电芯3并联，且所述电容1的正极与每个电芯3的正极之间均设置有所述控制开关2，所述电容1的负极与每个电芯3的负极之间均设置有所述控制开关2；还包括与每个电芯3一一对应的控制端4，与任一电芯3电连接的所述控制开关2均与所述任一电芯3对应的所述控制端4电连接。
当电池组中任意两个电芯3的电压差大于均衡门限电压时，首先，其中高电压的电芯3对应的控制端4控制与此高电压的电芯3电连接的控制开关2全部闭合，实现电容1与此高电压的电芯3的并联，从而使此高电压的电芯3对电容1进行充电，待充电完成后，此高电压的电芯3对应的控制端4再控制与此高电压的电芯3电连接的控制开关2全部断开，实现电容1与此高电压的电芯3的断开；然后，其中低电压的电芯3对应的控制端4控制与此低电压的电芯3电连接的控制开关2全部闭合，实现电容1与此低电压的电芯3的并联，从而使电容1对此低电压的电芯3进行放电，待放电完成后，此低电压的电芯3对应的控制端4再控制与此低电压的电芯3电连接的控制开关2全部断开，实现电容1与此低电压的电芯3的断开；重复以上过程，直至此任意两个电芯3的电压差小于均衡门限电压，即电池组中每个电芯3的电压尽量一致，实现电池组的动态均衡。具体实施中电容1可采用超级电容，此电池组动态均衡电路可适用于大容量的电池组；均衡过程中电容1将高电压的电芯3的电量转移至低电压的电芯3，有效避免能源的浪费；且有效避免电阻发热，制约均衡电流的弊端。
所述控制开关2为MOS管开关；MOS管开关体积小，且切换速度快、无噪声、平缓。
所述MOS管开关包括双路MOS管21、第一电阻22、二极管23和稳压管24；所述双路MOS管21的两个D1端的公共端与所述电容1的一端电连接，两个D2端的公共端与任一电芯3的一端电连接，G1端和G2端的公共端分别与所述第一电阻22的一端和所述稳压管24的阴极电连接，S1端和S2端的公共端分别与所述第一电阻22的另一端、所述稳压管24的阳极和所述二极管23的阳极电连接；所述二极管23的阴极接地，即图中的VSS端；所述稳压管24的阴极与所述控制端4电连接。控制开关2采用双路MOS管的MOS管开关，提高控制开关2的稳定性。
所述控制端4包括光电耦合器41、第二电阻42、VCC1端、VCC2端和IO端；所述光电耦合器41的光敏三极管411的C端与所述VCC1端电连接，E端与所述稳压管24的阴极电连接；所述光电耦合器41的第一发光二极管412的阳极串联所述第二电阻42后与所述VCC2端电连接，阴极与所述IO端电连接。利用光电耦合器良好的抗电磁波干扰能力和电绝缘能力，实现对MOS管开关的精准控制。
所述控制端4还包括第二发光二极管43；所述第二发光二极管43的阳极与所述VCC2端电连接，阴极与所述光电耦合器41的第一发光二极管412的阳极电连接。具体实施中，可根据第二发光二极管43发光或熄灭，获知此第二发光二极管43对应的MOS管开关的闭合或断开，进而获知此第二发光二极管43对应的电芯3与电容1的并联或断开。
具体实施中，第一电阻22的阻值为100KΩ，二极管23的型号为1N4148WS，稳压管24的稳压值为12V，光电耦合器41的型号为LTV217C，第二电阻42的阻值为2.2KΩ，第二发光二极管43为作为信号指示灯的小功率发光二极管，VCC1端接入10V电压，VCC2端接入5V电压；当IO端接入电压使其对应的第一发光二极管412两端的电压差大于等于此第一发光二极管412的导通电压时，如接入电压为0V，此第一发光二极管412导通，此IO端对应的MOS管开关闭合，对应的第二发光二极管43发光，对应的电芯3与电容1并联；当IO端接入电压使其对应的第一发光二极管412两端的电压差小于此第一发光二极管412的导通电压时，如接入电压大于5V，此第一发光二极管412不导通，此IO端对应的MOS管开关断开，对应的第二发光二极管43熄灭，对应的电芯3与电容1断开。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种电池组动态均衡电路，其特征在于，包括电容（1）和多个控制开关（2）；所述电容（1）与电池组中的每个电芯（3）并联，且所述电容（1）的正极与每个电芯（3）的正极之间均设置有所述控制开关（2），所述电容（1）的负极与每个电芯（3）的负极之间均设置有所述控制开关（2）；还包括与每个电芯（3）一一对应的控制端（4），与任一电芯（3）电连接的所述控制开关（2）均与所述任一电芯（3）对应的所述控制端（4）电连接。
2.根据权利要求1所述一种电池组动态均衡电路，其特征在于，所述控制开关（2）为MOS管开关。
3.根据权利要求2所述一种电池组动态均衡电路，其特征在于，所述MOS管开关包括双路MOS管（21）、第一电阻（22）、二极管（23）和稳压管（24）；
所述双路MOS管（21）的两个D1端的公共端与所述电容（1）的一端电连接，两个D2端的公共端与任一电芯（3）的一端电连接，G1端和G2端的公共端分别与所述第一电阻（22）的一端和所述稳压管（24）的阴极电连接，S1端和S2端的公共端分别与所述第一电阻（22）的另一端、所述稳压管（24）的阳极和所述二极管（23）的阳极电连接；所述二极管（23）的阴极接地，所述稳压管（24）的阴极与所述控制端（4）电连接。
4.根据权利要求3所述一种电池组动态均衡电路，其特征在于，所述控制端（4）包括光电耦合器（41）、第二电阻（42）、VCC1端、VCC2端和IO端；
所述光电耦合器（41）的光敏三极管（411）的C端与所述VCC1端电连接，E端与所述稳压管（24）的阴极电连接；所述光电耦合器（41）的第一发光二极管（412）的阳极串联所述第二电阻（42）后与所述VCC2端电连接，阴极与所述IO端电连接。
5.根据权利要求4所述一种电池组动态均衡电路，其特征在于，所述控制端（4）还包括第二发光二极管（43）；
所述第二发光二极管（43）的阳极与所述VCC2端电连接，阴极与所述光电耦合器（41）的第一发光二极管（412）的阳极电连接。
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